微分連鎖律

微分連鎖律是一門高等數學的定律。連鎖律的基本公式為:dy/dx=(dy/dz)×(dz/dx)

概述

當需要微分(x+1) 時,我們可以將其展開成為x +2x+1後對其求導,得到2x+2。然而,當我們遇到類似(3x+1) 這樣的式子時,將其展開將浪費許多時間和精力,這時我們可以使用連鎖律來解決這個問題。

連鎖律的基本公式為:dy/dx=(dy/dz)×(dz/dx)

連鎖律的推導

假設y=f(x)且z=f(y):

∵δy/δx=(δy/δz)×(δz/δx)

∴limδx→0 δy/δx=(limδz→0 δy/δz)×(limδx→0 δz/δx)

又∵當δx→0時,δz→0

∴limδx→0 δy/δx=(limδx→0 δy/δz)×(limδx→0 δz/δx)

得出公式: dy/dx=(dy/dz)×(dz/dx)

以y=(3x+1) 為例,使用連鎖律求導:

假設z=3x+1,y=z 。

d/dx[(3x+1) ]=dy/dx

=(dy/dz)×(dz/dx)

=[d/dz(z )]×[d/dx(3x+1)]

=(5z )(3)

=15z

=15(3x+1)

這樣我們就可以輕鬆得出(3x+1) 的導數 。

連鎖律的套用

y^n的導數

連鎖律一般被用來求y 的導數(y=f(x)且n為常數),我們可以用連鎖律獲得更簡單的公式。

以(ax+b) 為例,假設y=ax+b:

d/dx(y )

=d/dy(y )×dy/dx (連鎖律)

=[ny ](a)

=any

=an(ax+b)

可以得出:

d/dx(y)=[ny](dy/dx)

d/dx[(ax+b)]=an(ax+b)

1/y或1/y^n的導數

有時,n的值會是-1,我們也可以使用連鎖律。

d/dx(1/y)

=d/dx[y ]

=[-y ]×(dy/dx) (連鎖律)

=(-1/y )(dy/dx)

有的時候n的值是其他負數:

d/dx(1/y )

=d/dx[y ]

=[-ny ]×(dy/dx) (連鎖律)

=[-n/y ](dy/dx)

最後得出:

d/dx(1/y)=(-1/y)(dy/dx)

d/dx(1/y)=[-n/y](dy/dx)

√y的導數

在日常生活中,n除經常取整數外,還經常取1/2,即y=√z。

同樣以y=√z(z是自變數為x的函式)為例,使用剛得到的公式進行求導:

dy/dx

=(dy/dz)×(dz/dx) (連鎖律)

=[0.5z ](dz/dx)

得出另一個公式: d/dx( √y) =(dy/dx)/(2√y)

以上幾個公式可以在大多數情況下代替連鎖律使用,它們比連鎖律更容易使用。

所有連鎖律公式

dy/dx=(dy/dz)×(dz/dx)

d/dx(y )=[ny ](dy/dx)

d/dx[(ax+b) ]=an(ax+b)

d/dx(1/y)=(-1/y )(dy/dx)

d/dx(1/y )=[-n/y ](dy/dx)

d/dx(√y)=(dy/dx)/(2√y)

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